Wildlife watcher

Mikroservis projekat koji uzima sliku sa senzora, cuva je, analizra i salje izvucene informacije korisniku. Projekat se sastoji iz sledecih mikroservisa:

Mikroservis	Opis	Putanja
Analytics servis	Sluzi za izvlacenje informacije iz slike	[./Analytics/]
Command servis	Sluzi za slanje komandi aktuatoru	[./CommandService/]
Data servis	Sluzi za cuvanje slika kao i infomracije sa kog senzora je slika stigla	[./DataService/]
Gateway servis	Pruza web interfejs kao i otvara API ka unutrasnjim servisima spoljnom korisniku	[./GatewayServis/]
Registry servis	Sluzi za cuvanje aktivnih servisa	[./ServiceRegistry/]
Device servis	Sluzi da simulira citanje podataka sa servisa i izvrsavanje posla aktuatora	[./VideoSensors/]

Opis projekta

Sa pocetne strane mozemo da pristupimo sledećim stranicama:

• Live - za uživo posmatranje video kamere
• Gallery - za gledanje već postojećih slika i pretraživanje slika sa kamere ili po životinji
• Subscribtion - kako bi se podesile notifikacije za određenu životinju.

Live

Ako posetimo stranicu live, sa leve strane imamo opciju da izaberemo kameru koji želimo da posmatramo, kao i informacije o trenutno aktivnoj kameri. Takođe postoji opcija za postavljanje broja frejmova po sekundi koji kamera šalje.

Gallery

Stranica galerija sadrži sve slike koje je senzor poslao. Takođe daje mogućnost pretrage slike preko dva kriterijuma: prema senzorima koje ih je generisao i prema životinjama koje su na slici. Pretraga po senzorima se vrši preko data servisa, koji čuva informaciju koja slika je sa kog servisa generisana, a pretraga po životinjama vrši preko analitičkog servisa, koji čuva sve rezultate analize.

Subscribtion

Na stranici subscribtion korisnik može da izabere koje notifikacije želi da dobije, tj. da izabere za koje životinje želi da ga sistem obavesti. Kada se na senzoru pojavi izabrana životinja korisnik u gornjem desnom uglu dobije notifikaciju kao i mogućnost da klikne na nju kako bi video sliku i detalje o njoj.

Funkcionalni zahtevi

Na slici su prikazani najbitniji slučajevi korišćenja. U wildlife watcheru arhitekturno značajni slučajevi korišćenja su:

• Očitavanje slike sa senzora - U cilju demonstracije softvera neće se koristiti pravi senzori, potrebno je razviti aplikaciju koja će da oponaša rad senzora.
• Uživo posmatranje senzora - Korisnik treba da ima mogućnost da vidi aktivne senzore, kao i da može da posmatra senzor uživo.
• Skladištenje slika - Slike koje se očitavaju sa senzora je potrebno skladištiti zajedno sa informacijama sa kog senzora su snimljene.
• Analiza slika - Slike koje su snimljene sa senzora potrebno je analizirati i prikupiti informacije o tome koje se životinje nalaze na slici i njihove atribute.
• Pretraživanje postojećih slika po različitim kriterijumima - Korisnik treba da ima mogućnost da pretraži podatke na osnovu senzora koji je zabeležio sliku kao i na osnovu životinja koje se nalaze na slici.
• Aktivacija aktuatora - Kada se na slici detektuje životinja potrebno je da se aktivira odgovarajući aktuator. Pošto se radi o simulaciji pravog sistema aktivacija odgovarajuće komande biće simulirano jednostavnom komandom štampanja.
• Notifikacija korisnika - Korisnik ima mogućnost da izabere životinje za koje želi da bude obavešten. Kada se životinja pojavi na određenom senzoru potrebno je da korisnik dobije notifikaciju.

Pokretanje projekta

Za pokretanje projekta potrebno je da se skine dataset pod nazivom dataset.csv i smesti u folder Device servisa. Takodje potrebno je skinuti model za detekciju da li zivotinaj jede ili ne i smestiti ga u folder za analytics servis. Nakon toga u glavnom programu potebno je buildovati docker compose i pokrenti ga sledecim kkomandama:

docker-compose build
docker-compose up

API testiranje

Za testiranje api moguce je importovati postman kolekciju (./Wildlife watcher.postman_collection.json) i tako testirati ili importovati online

Struktura projekta

U projektu se koriste sledeci topici:

• WildLife.Sensors.Data - senzori salju svoje novonatale podatke na ovaj topic
• Wildlife.Analytics - na ovom topicu se salju podatke (slike) koje potrebno analizirati
• WildLife.Information - Analytics servis salje nove informacije koje je zakljucio iz primljenih podataka
• WildLife.Registry - Regestry servis salje informacije kada se pojavi novi servis online ili neki servis ode offline

Komunikacija

Komunikacija između servisa se odvija na dva načina: sinhrono i asinhrono. Na slici iznad je prikazano kako su servisi međusobno povezani. Isprekidanom linijom prikazana je sinhrona komunikacija dok je debelom sivom linijom prikazana asinhrona komunikacija.

Komunikaciju između servisa možemo da objasnimo na primeru obrade slike. Na slici je prikazan komunikacioni dijagram koji opisuje kako se poruke prenose od kako senzor snimi sliku do trenutka kada obaveštenje stigne do korisnika. Prvi korak je da video senzor servis generiše sliku, nakon toga je šalje asinhronu poruku Data servisu preko komunikacionog kanala koji se zove ,,WildLife.Sensor.Data". Data servis pamti sliku kao i atribute sa kog senzora je došla poruka. Takođe data servis daje jedinstveni naziv slici. Nakon toga šalje sliku analitičkom servisu preko ,,WildLife.Analytics" komunikacionog kanala. Analitički servis primenjuje tehnike mašinskog učenja kako bi utvrdio šta se nalazi na slici. Rezultate analize prvo šalje sinhrono command servisu kako bi command servis aktivirao odgovarajući aktuator. Command service šalje odgovarajuću komandu odgovarajućem aktuatoru. Takođe analitički servis šalje informacije na komunikacioni kanal ,,Wildlife.Information" koji osluškuje gateway service kako bi obavestio korisnike kada je uočena njihova omiljena životinja. Detaljnije informacije o ovom procesu moguće je videti na dijagram aktivnosti.

Analytics

Servis za analiziranje slika, koristi pipe-filter strukturu koja klasifikuje da li postoji zivotinja na slici ili ne i koja pomocu VGG16 neuornoske mreze YOLO metodom, ako je pronadjena zivotinja prosledjuje se MobileNetV2 klasifikatoru da doda atribut da li se zivotinja hrani ili ne. API za Analytics:

GET Image information, vraca informacije koje su vec izvucene iz neke slike. Adresa: /imageSearch Parametri:

• imageName - ime slike za koje se traze informacije

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9020/imageSearch?imageName=5ef5ee4855330940f5437ac8'

GET Find image with specific attributes, vraca nazive slika koji zadovoljavaju odredjeni kriterjum Adresa: /informationSearch Parametri:

• animalName - opcioni argument koji specifira da vrati slike u kojima se nalazi zivotinja
• feeding - opcioni argument koji specifira da vrati slike u kojima se zivotinja hranili ili ne

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9020/informationSearch?feeding=false'

Command service

Sluzi za registrovanje komandi aktutatora, i po zahtevu poziva odgovarajucu komandu za odgovarajuci servis. API za servis:

GET commands, vraca sve registrovane komande Adresa: / Nema parametra.

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9040'

PUT commands, pravi novu ili updajtuje vec postojecu komandu Adresa: / Parametri poziva: - commandName - adresa komande na komand servisu - listOfParametars - Lista parametara komande odvojenih karakterom ',' - typeOfParametars - Tipovi parametara komande odvojenih karakterom ',' - addressOfActuator - Adresa komande aktutatora - listOfParametarsOfActuator - Lista naziva parametara karaktera ','

Primer poziva:

curl --location --request PUT 'http://127.0.0.1:9030?commandName=test&listOfParametars=ime&typeOfParametars=string&addressOfActuator=&listOfParametarsOfActuator=command'

POST poziv komande poziva registrovanu komande Adresa: /{Naziv komande} Paramtri poziva: - coordinateN - sverna kordianta aktuatora - coordinateE - istocna kordianta aktuatora - listOfParamtears - lista parametara poziva odvojenih karakterom ','

Data service

Servis koji prima podatke od senzora, snima ih kao i odakle i kada su dosli i salje ih servisu za analizu. API za servis:

GET InformationQuery, vraca informacije sa kog senzora je dosla slike i kada je snimljena Adresa: /info Parametri:

• imageName - Naziv slike za koje se traze informacije Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9010/info?imageName=5ef693405b3d310788c7e207'

GET Data request, vraca slike koje su snimljene u odredjenom periodu i/ili sa odredjenog senzora Adresa: /data Parametri:

• coordinateN - Opcioni argument koji specifira slike sa senzora koji imas severnu kordinatu
• coordinateE - Opcioni argument koji specifira slike sa senzora koji imas istocnu kordinatu
• startTime - Opcioni argument koji specifira sve slike koje su snimljene nakon zadatog vremena, (format komande %Y-%m-%dT%H:%M)
• endTime - Opcioni argument koji specifira sve slike koje su snimljene pre zadatog vremena, (format komande %Y-%m-%dT%H:%M)

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9010/data?coordinateN=44&coordinateE=44&startTime=2020-05-27T00:31&endTime=2020-06-27T00:31'

GET Get images, vraca trazenu sliku Adresa: /image Parametri:

• imageName - Naziv trazene slike

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9010/image?imageName=5ef693405b3d310788c7e207'

Gateway service

Webdashboard servis, purza graficki interfejs korisniku pomocu web strainca, ka svim unutrasnjim servisima. Napomena pri koriscenju ovog servisa praviti pozive ka adresi 127.0.0.1 a ne ka localhost da se ne bi pojavio security error o cross-scrpiting. API za servis:

GET Get sensors, vraca aktivne senzore koje moguce uzivo posmatrati Adresa: /sensors Nema parametra Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8080/sensors'

GET Get images information, vraca sve infomracije o slici Adresa: /galleryData/GetImageDetails Parametri:

• imageName - Naziv slike

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8080/galleryData/GetImageDetails?imageName=5ef693405b3d310788c7e207'

*GET Get images *, vraca sve snimljene slike Adresa: /galleryData/GetImages Nema parametara

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8080/galleryData/GetImages'

GET Get images by sensor information, vraca sve slike koje zadovoljavaju kriterijume kada su snimljene i sa kog senzora Adresa: /galleryData/dataSearch Parametri: Parametri:

• coordinateN - Opcioni argument koji specifira slike sa senzora koji imas severnu kordinatu
• coordinateE - Opcioni argument koji specifira slike sa senzora koji imas istocnu kordinatu
• startTime - Opcioni argument koji specifira sve slike koje su snimljene nakon zadatog vremena, (format komande %Y-%m-%dT%H:%M)
• endTime - Opcioni argument koji specifira sve slike koje su snimljene pre zadatog vremena, (format komande %Y-%m-%dT%H:%M)

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8080/galleryData/dataSearch?coordinateN=44&coordinateE=44&startTime=2020-05-27T00:31&endTime=2020-06-27T00:31'

GET Get images by specific information, vraca sve slike u kojima se nalaze odredjene informacije Adresa: /galleryData/dataSearch Parametri:

• animalName - opcioni argument koji specifira da vrati slike u kojima se nalazi zivotinja
• feeding - opcioni argument koji specifira da vrati slike u kojima se zivotinja hranili
• feeding - opcioni argument koji specifira da vrati slike u kojima se zivotinja ne hranili

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8080/galleryData/informationSearch?animalName=zebra&feeding=true&notfeeding=false'

Service registry

Servis za registrovanje druih servisa i vracanja trenutno aktvnih servisa API za servis:

GET Get services, vraca sve registrovane servisa odredjenog tipa Adresa: / Parametri:

• serviceName - tip servisa

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8761/?serviceName=test'

POST Registry services, registruje servis Adresa: / Parametri:

• serviceName - tip servisa
• serviceAddress - adresa servera koji hostuje service
• servicePort - na komp portu je registrovan servis
• serverName - naziv servera koji hostuje servis

Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:8761/?serviceName=test'

Video service

Servis koji simuliara interfejs ka senzorima i aktuoatirima. Servis cita url slike iz dataseta, skida sliku i salje je data servisu. Takodje loguje komande koje su zaduzene za aktuatorom

Get information, vraca status senzora Adresa: / Nema parametra Primer poziva:

curl --location --request GET 'http://127.0.0.1:9000/'

POST Send command, salje komandu koja treba da se izvrsi na aktuatoru Adresa: / Parametri:

• command - komonda koja treba da se izvrsi

Primer poziva:

curl --location --request POST 'http://127.0.0.1:9000/?command=This%20is%20a%20test%20command'